技术分析类硕士学位论文范文 与UPLC-QTOF-MS技术分析马家柚果肉成分方面学年毕业论文范文

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UPLC-QTOF-MS技术分析马家柚果肉成分

万春鹏1周油涌2陈金印1

(1.江西农业大学 江西省果蔬保鲜与无损检测重点实验室,江西 南昌330045;

2.江西柚色天香农业科技开发有限公司,江西 上饶 334606)

摘 要:本文采用超高压液相色谱-四级杆飞行时间质谱(UPLC-DAD-QTOF-MS)对马家柚果肉中的化学成分进行分析.采用反相Agilent C18(50mm×2.1mm,1.8μm)色谱柱,甲醇与水(含0.1%甲酸)二元线性梯度洗脱,检测波长340nm,流速0.25mL/min,柱温25℃;以6538UHD Accurate-MS Q-TOF LC/MS质谱仪进行检测.通过得到的样品电喷雾-质谱(ESI-MS)负离子扫描模式下的准分子离子峰、碎片信息(Product ions)、保留时间(TR)、紫外色谱图(λmax nm)等信息,查阅相关文献,对11种化学成分进行初步解析,推测为(1)柠檬酸、(2)圣草素-7-O-葡萄糖甙、(3)芹菜素-6-C-葡萄糖-7-O-葡萄糖苷、(4)新圣草枸橼苷、(5)柚皮素-7-O-葡萄糖苷、(6)柚皮苷、(7)新橙皮苷、(8)乙酰柚皮苷、(9)野漆树甙、(10)山柰酚7-O-鼠李糖3-O-鼠李糖苷和(11)柚皮素.其中柚皮苷为马家柚中主要的黄酮苷类成分.

关键词:马家柚;化学成分;UPLC-QTOF-MS

中图分类号:R284.1文献标志码:A文章编号:1008-1038(2016)02-0028-04

UPLC-QTOF-MS Analysis of Constituents in the Pulp of Citrus maxima (Burm.) Merr.cv.Majia Yu

Wan Chun-peng1ZHOU You-yong2CHEN Jin-yin1

(1.Jiangxi Key Laboratory for Postharvest Technology and Nondestructive Testing of Fruits & Vegetables, College of Agronomy, Jiangxi Agricultural University, Nanchang 330045, China; 2.Jiangxi Pomelo Color Fantasy of Agricultural Science and Technology Development Company, Shangrao 334606, China)

Abstract: Chemical Constituents in the pulp of C.maxima (Burm.) Merr.cv.Majia Yu were analyzed by UPLC-DAD-QTOF-MS method.Agilent C18(50mm×2.1mm,1.8μm)chromatographic column and the 6538UHD Accurate-MS Q-TOF LC/MS spectrometer were used to analysis the extract sample, the other parameters of UPLC were as follows: methanol and water (containing 0.1% formic acid) gradient elution, detection welength was 340nm, the flow rate was 0.25mL/min, column temperature was 25℃.The ESI-MS anion quasi molecular ion peaks, product ions, the retention time, ultriolet chromatogram were used to tentative identify the chemical constituents.Eleven chemical compositions were identified as (1)Citric acid, (2)Eriodictyol-7-O-glucoside, (3)Apigenin-6-C-glucose-7-O-glucoside, (4)Neoeriocitrin, (5)Naringenin-7-O-glucoside, (6)Naringin, (7)Neohesperidin, (8)Acetyl naringin, (9)Rhoifolin, (10)Kaempferol-7-O-rhamnose-3-O-rhamnoside and (11)Naringenin.Naringin was the main flonoid glycosides in the pulp of C.maxima (Burm.) Merr.cv.Majia Yu.

Key words: Citrus maxima (Burm.) Merr.cv.Majia Yu; chemical Constituents; UPLC-QTOF-MS

马家柚是产于江西省广丰县境内的一个红心柚品种,是当地的一种特色产品,具有果大、形美、耐储运、果肉细嫩、色泽浅红、甜度适中以及出汁率高等优点,被誉为“江西省酸柚类第一名”的荣誉称号[1].马家柚种植历史悠久、品质优、保健功能成分含量高,是一种高档的保健柚.

马家柚全身上下都是宝,柚皮可以入药,具有消食和胃、理气、化痰、解酒毒等功效,还可以加工成休闲食品;果肉可以鲜食,还可以加工成果汁、果酒等;柚子花因其有类似茉莉花的香味可以制作成花茶;柚子核含有丰富的柠檬苦素类化合物,具有一定的抗癌、抗病毒及其它有益生物活性.柚果肉中主要含有以β-柠檬烯为主的挥发性香气成分[2]、以柚皮苷为主的黄酮类活性成分[3].

然而,目前对马家柚的研究仅限于栽培技术[4]、品质[5]和采后贮藏保鲜[6]等方面,对其活性成分的研究还未见系统报道.为了阐明其保健功效的物质基础,本文利用UPLC-DAD-QTOF-MS对马家柚果肉提取物的化学成分进行了系统的研究.采用负离子扫描模式,由准分子离子峰、碎片信息结合紫外特征吸收、色谱保留时间,通过查阅其它柚类成分研究相关报道文献,初步鉴定了马家柚果肉中11种化学成分,主要为黄酮糖苷类化合物,它们分别是:(1)柠檬酸、(2)圣草素-7-O-葡萄糖甙、(3)芹菜素-6-C-葡萄糖-7-O-葡萄糖苷、(4)新圣草枸橼苷、(5)柚皮素-7-O-葡萄糖苷、(6)柚皮苷、(7)新橙皮苷、(8)乙酰柚皮苷、(9)野漆树甙、(10)山柰酚7-O-鼠李糖3-O-鼠李糖苷和(11)柚皮素.UPLC-DAD-QTOF-MS技术可以用于快速鉴定马家柚果肉中的化学成分.

1材料与方法

1.1 材料与试剂

马家柚,2014年12月采自江西省广丰县,2015年3月由江西柚色天香农业科技开发有限公司提供.

甲醇,色谱纯,德国默克.其余试剂均为分析纯,国药集团化学试剂有限公司.水为超纯水,18.4MΩ·cm.滤膜,0.22μm,美国安捷伦公司.

1.2仪器与设备

UPLC1290,美国Agilent 公司;6538UHD Accurate-MS Q-TOF LC/MS,美国Agilent 公司,配有G4212A 紫外检测器及电喷雾离子源(Electrospray Ionization,ESI)、Agilent C18色谱柱(50mm×2.1mm,1.8μm),二极管阵列(DAD)检测器,Waters自动进样器;R-3旋转蒸发仪,瑞士步琪;Mill-Q Advantage A10超纯水仪,美国Millipore;榨汁机,美的WBL25B26.

1.3样品的制备

马家柚去皮,称取2.0kg果肉用榨汁机绞碎后加2L甲醇浸泡提取5d,提取液过滤,于旋转蒸发仪上旋干,得到7.8g马家柚甲醇提取物.称取7.0g马家柚甲醇提取物,溶解于100mL蒸馏水中,用等体积的水饱和正丁醇萃取3次,合并正丁醇层溶液,旋干后冷冻干燥,得到4.2g萃取物,称取0.5g萃取物溶解于10mL 50%甲醇,用0.22μm滤膜过滤,得马家柚果肉样品溶液,供UPLC-MS分析使用.

1.4UPLC-MS分离检测条件

实验采用UPLC1290超高效液相色谱系统,DAD检测器,检测波长λ等于 340nm;使用Agilent UPLC1290,ZORBAX Eclipse Plus C18(RRHD)色谱柱(50mm×2.1mm,1.8μm)用于优化流动相的条件,流动相A为水(含0.1%甲酸),流动相B为100%甲醇,二元线性梯度洗脱,流动相梯度设置为0~30min,5% B~100% B,流速为0.25mL/min,柱温25℃,进样体积为2μL.

使用6538UHD Accurate-MS Q-TOF LC/MS,ESI 源负离子模式下检测,主要质谱的工作参数如下:电喷雾ESI 源MS全扫描和Target MS/MS 负离子模式,雾化温度为325℃.干燥气N2流速为10L/min,雾化气压为30psig,离子扫描范围为m/z 50~1700.

2结果与分析

图1A(见下页)为马家柚提取物的UPLC-MS总离子流色谱图,图1B(见下页)为340nm下的UPLC液相色谱图,两个色谱图基本一致.

实验结果表明,采用 UPLC-MS 色谱分离条件,马家柚提取物中的化学成分得到较好的分离.在超高效液相色谱与质谱联用实验中,马家柚果肉提取物中的化学成分在负离子谱中丰度较大,主要出现[M-H]-准分子离子峰,通过UPLC-MS负离子谱获得色谱峰1~11对应化合物的分子量,结合其它的碎片离子信号和相关文献研究报道,推测马家柚果肉化学成分的结构.柚中黄酮类成分主要有三类结构[7],他们具有明显的紫外吸收特征.(1)黄酮-O苷,其带Ⅰ和带Ⅱ紫外吸收为325和280nm左右;(2)黄酮-C苷,其带Ⅰ和带Ⅱ紫外吸收为340nm和270nm左右;(3)黄酮醇-O苷,其带Ⅰ和带Ⅱ紫外吸收为355nm和260nm左右.

有机酸:柑橘中含有较高的有机酸,构成其风味物质,有机酸主要有柠檬酸、奎宁酸和苹果酸等,其中柠檬酸是柑橘果实中含量最高的有机酸,是决定果实品质的重要因素之一.峰1(TR 2.38min),负离子谱中,m/z191.0195丰度最高,为[M-H]-准分子离子峰,表明峰1分子量为192,结合其紫外吸收(λmax 205nm)为末端吸收,结构中不含有共轭双键,另外其保留时间较短,这些都与柑橘中主要的有机酸柠檬酸较为一致[8],推测峰1可能为柠檬酸.

黄酮-O苷:是柚类果实中含量非常丰富的一类黄酮类次生代谢产物,其紫外吸收特征明显,有两个吸收峰,包括带Ⅰ325nm和带Ⅱ280nm左右.

峰2(TR 6.996min)负离子谱中,m/z为449.1081且丰度最高,为[M-H]-准分子离子峰,表明峰2分子量为450.其紫外吸收值显示为特征黄酮类化合物的紫外吸收,碎片离子峰287.0555,表明峰2为黄酮糖苷,苷元分子量为288,根据文献报道[9]从柚中鉴定的黄酮类成分,其可能为圣草素,柚中鉴定的黄酮糖苷多为7位糖基化,峰2推测为圣草素-7-O-葡萄糖甙.

峰4(TR11.613min),负离子谱中,m/z 595.1638丰度最高,为[M-H]-准分子离子峰,表明峰4分子量为596,碎片离子峰与峰2类似,分子量比峰2大146,推测为一个鼠李糖基,根据文献报道[7]推测峰4为新圣草枸橼苷,文献报道广西蜜柚、沙田柚和常山胡柚等均含有此化合物.

峰5(TR12.908min),负离子谱中,m/z 433.1140丰度最高,为[M-H]-准分子离子峰,表明峰5分子量为434,碎片离子峰271.0613,表明峰5为黄酮糖苷,苷元分子量为272,检索文献[7]推测其为柚皮素,因此峰5为柚皮素-7-O-葡萄糖甙.

峰6(TR13.174min),负离子谱中,m/z 579.1729丰度最高,为[M-H]-准分子离子峰,表明峰6分子量为580,碎片离子峰与峰5类似,分子量比峰5大146,推测为一个鼠李糖基,根据文献[7]报道推测峰6为柚皮苷,另外,峰6为马家柚中的主要化学成分.

峰7(TR16.827min),负离子谱中,m/z 609.1792丰度最高,为[M-H]-准分子离子峰,表明峰7分子量为610,碎片离子峰301.2546,与橙皮素分子量相符,推测峰7为橙皮苷或新橙皮苷,但是根据文献报道[10]柚果皮和果肉中的新橙皮苷含量远远高于橙皮苷,因此推测峰7为新橙皮苷,具体结构还有待于进一步分离,通过NMR确定其结构.

峰8(TR17.326min),负离子谱中,m/z 621.1807丰度最高,为[M-H]-准分子离子峰,表明峰8分子量为622,碎片离子峰271.0607与峰5和6类似,为柚皮素糖苷,分子量比峰6大42,可能为一乙酰基,根据文献[7]报道推测峰8为乙酰柚皮苷.

峰9(TR18.023min),负离子谱中,m/z 577.2248丰度最高,为[M-H]-准分子离子峰,表明峰9分子量为578,碎片离子峰269.3412和431.1564,表明峰9含有一个葡萄糖基和鼠李糖基,推测峰9为芹菜素-7-O-新橙皮糖苷,又名野漆树甙,曾有文献报道,其多存在于柑橘类的水果中[11].

峰11(TR 30.312),负离子谱中,m/z 271.2272丰度最高,为[M-H]-准分子离子峰,表明峰11分子量为272,峰11为峰5, 6和8的苷元部分,推测峰11为柚皮素,柚皮素为柚子中含量较高的黄酮化合物[10].

黄酮-C苷:也是一类黄酮类次生代谢产物,其紫外吸收表现为带Ⅰ340nm和带Ⅱ270nm左右.峰3(TR11.214min),负离子谱中,m/z 593.1468丰度最高,为[M-H]-准分子离子峰,表明峰3分子量为594,其紫外吸收显示其为黄酮C苷类化合物[7],根据文献[7,9],推测峰3为芹菜素-6-C-葡萄糖-7-O-葡萄糖苷.

黄酮醇-O苷:柚类果实中报道的此类化合物主要为山柰酚糖苷,其紫外吸收带Ⅰ355nm和带Ⅱ 260nm左右.峰10(TR19.119min),负离子谱中,m/z 577.2263丰度最高,为[M-H]-准分子离子峰,表明峰10分子量为578,峰10和9为同分异构体,但是峰10的紫外吸收显示其为黄酮醇-O苷,且为山柰酚糖苷[12],这也与碎片离子峰285.0392(山柰酚)相符,推测峰10为山柰酚7-O-鼠李糖3-O-鼠李糖苷.

3结论

本研究建立了UPLC-DAD-QTOF-MS法鉴定马家柚果肉中的黄酮类成分.UPLC- QTOF-MS具有分析时间短、效率高、灵敏度高、需要样品量少等诸多优点,现已广泛应用于中草药等植物次生代谢产物的分离鉴定[13-15].通过对柚果肉和果皮化学成分研究的文献报道进行检索,了解柚中的化学成分种类,根据各化合物的结构特点、分子量、液相色谱、保留时间和质谱裂解规律,黄酮类化合物在负离子模式下可以得到[M-H]-准分子离子峰,以及黄酮母核的碎片离子峰信号等信息,对11种化合物进行解析,推测为(1)柠檬酸、(2)圣草素-7-O-葡萄糖甙、(3)芹菜素-6-C-葡萄糖-7-O-葡萄糖苷、(4)新圣草枸橼苷、(5)柚皮素-7-O-葡萄糖苷、(6)柚皮苷、(7)新橙皮苷、(8)乙酰柚皮苷、(9)野漆树甙、(10)山柰酚7-O-鼠李糖3-O-鼠李糖苷和(11)柚皮素.其中柚皮苷为马家柚中主要的黄酮苷类成分.

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